1、1核技術利用核技術利用 輻射安全輻射安全范深根范深根2010-08-102主要內容主要內容v第一節第一節 核技術利用建設項目的行政審批程序和要求核技術利用建設項目的行政審批程序和要求v第二節第二節 放射源與放射性同位素放射源與放射性同位素v第三節第三節 加速器輻射危害與輻射防護基本要求加速器輻射危害與輻射防護基本要求v第四節第四節 監測方法及防護技術監測方法及防護技術v第五節第五節 放射源使用、貯存的安全管理和保安要求放射源使用、貯存的安全管理和保安要求v第六節第六節 大型輻照裝置安全管理的基本要求大型輻照裝置安全管理的基本要求v第七節第七節 放射性流出物的排放要求和控制措施放射性流出物的排放

2、要求和控制措施v第八節第八節 放射性廢物的安全管理措施放射性廢物的安全管理措施v第九節第九節 事故應急處理預案和應急監測手段事故應急處理預案和應急監測手段v第十節第十節 放射性廢源返回生產廠家或送貯的政策放射性廢源返回生產廠家或送貯的政策v第十一節第十一節 核技術應用放射性廢物貯存庫場址選擇的特點核技術應用放射性廢物貯存庫場址選擇的特點和基本要求和基本要求3第一節第一節 核技術利用建設項目的核技術利用建設項目的行政審批程序和要求行政審批程序和要求v一、行政審批程序一、行政審批程序v二、行政審批條件二、行政審批條件v三、行政審批時限三、行政審批時限4行政審批程序行政審批程序v1.首先要向具有行政

3、審批職權的環保總局或首先要向具有行政審批職權的環保總局或所在地省級環保部門所在地省級環保部門提出正式書面申請提出正式書面申請；v2.按審批權限受理的環保部門，根據申請，按審批權限受理的環保部門，根據申請，對申請資料進行初步的對申請資料進行初步的形式審查形式審查；v3.負責審批的部門根據對申請資料初審意見負責審批的部門根據對申請資料初審意見,在規定日期內決定予以受理或者不受理。如在規定日期內決定予以受理或者不受理。如果不予以受理，需將果不予以受理，需將書面意見告之申請人書面意見告之申請人。v4. 負責審批的環保部門對予以受理的，通過負責審批的環保部門對予以受理的，通過具體形式和實質審查，作出準予

4、批準（許可）具體形式和實質審查，作出準予批準（許可）或者不準予批準（許可）的決定，并以或者不準予批準（許可）的決定，并以正式正式書面文件通知申請人書面文件通知申請人5行政審批條件行政審批條件v1.對環境影響評價文件的要求對環境影響評價文件的要求; v2.對建設項目的要求：對建設項目的要求： v3.核發許可證的條件核發許可證的條件; v4.提交的材料提交的材料; v5.審查方式和批準形式審查方式和批準形式6環境影響報告書的內容要求：環境影響報告書的內容要求：v環境影響評價文件環境影響評價文件的等級要符合國家環境的等級要符合國家環境保護部保護部建設項目環境保護分類管理名錄建設項目環境保護分類管理名

5、錄的規定；的規定；v環境影響報告書（表）要按照國家法律法規環境影響報告書（表）要按照國家法律法規的有關規定及國家環境保護部的有關規定及國家環境保護部核技術應用核技術應用項目環境影響報告書（表）的內容和格式項目環境影響報告書（表）的內容和格式（HJ/T10.1-1995）編寫，）編寫，v并要達到并要達到環評導則環評導則規定的深度要求規定的深度要求7v按照國家環境保護部按照國家環境保護部核技術應用項目環核技術應用項目環境影響報告書（表）的內容和格式境影響報告書（表）的內容和格式（HJ/T10.1-1995）中的格式化表格仍不能）中的格式化表格仍不能完全說明的，須按照報告書中規定的條目編完全說明的，

6、須按照報告書中規定的條目編制制補充說明補充說明。除國家規定需要保密的情形外，對環境可除國家規定需要保密的情形外，對環境可能造成重大影響，需要編制環境影響報告書能造成重大影響，需要編制環境影響報告書的建設項目，應該在報批報告書前，舉行的建設項目，應該在報批報告書前，舉行論論證會、聽證會證會、聽證會或采取其他方式征求有關單位、或采取其他方式征求有關單位、專家和公眾意見。建設項目環境影響報告書專家和公眾意見。建設項目環境影響報告書應當附具對有關單位、專家和公眾的意見采應當附具對有關單位、專家和公眾的意見采納和不采納的說明納和不采納的說明82.對建設項目的要求：（對建設項目的要求：（12項）項）v（1

7、）滿足滿足正當性的原則。正當性的原則。（2）符合符合為保護環境禁止建設項目、禁止建設地區和嚴為保護環境禁止建設項目、禁止建設地區和嚴格控制建設地區的名錄格控制建設地區的名錄的要求。的要求。（3）符合符合國家產業政策。國家產業政策。（4）符合符合城市功能區劃和環境保護規劃。城市功能區劃和環境保護規劃。（5）要合理利用自然資源，防止環境污染和生態破壞。）要合理利用自然資源，防止環境污染和生態破壞。（6）滿足滿足基本標準基本標準或其他有關標準中規定的公眾和職或其他有關標準中規定的公眾和職業人員照射劑量限值的強制性規定。業人員照射劑量限值的強制性規定。（7）采用的技術與裝備政策須符合清潔生產的要求。）

8、采用的技術與裝備政策須符合清潔生產的要求。（8）放射性流出物不得超過國家或地方規定的）放射性流出物不得超過國家或地方規定的排放限值排放限值。（9）建設單位應當承諾在項目投入使用前向利害關系人如）建設單位應當承諾在項目投入使用前向利害關系人如實說明該地區的環境質量現狀及擬采取的防護措施。實說明該地區的環境質量現狀及擬采取的防護措施。（10）對環境有重大影響的，需）對環境有重大影響的，需提交論證會、聽證會提交論證會、聽證會或采取或采取其他方式征求有關單位、專家和公眾意見的結果。其他方式征求有關單位、專家和公眾意見的結果。（11）與生產廠商、批發商簽訂的）與生產廠商、批發商簽訂的放射源返回協議放射源

9、返回協議。（12）承諾在銷售放射源和含源裝置時，與用戶簽訂放射源）承諾在銷售放射源和含源裝置時，與用戶簽訂放射源返回協議返回協議93.核發許可證的條件核發許可證的條件v（1）取得了省、自治區或直轄市環境保護行政主管部門審）取得了省、自治區或直轄市環境保護行政主管部門審查批準查批準環境影響評價文件環境影響評價文件。（2）有符合國務院環境保護行政主管部門規定的、與所從）有符合國務院環境保護行政主管部門規定的、與所從事的輻射工作事的輻射工作相適應的場所相適應的場所、設施和裝備（包括放射源貯源、設施和裝備（包括放射源貯源庫和放射性廢物暫存間）。庫和放射性廢物暫存間）。（3）有合格的）有合格的專職、兼職

10、安全和防護專職、兼職安全和防護管理機構或者人員，管理機構或者人員，必要的防護用品和監測儀器。必要的防護用品和監測儀器。（4）具備相應的專業和防護知識、無職業禁忌癥的）具備相應的專業和防護知識、無職業禁忌癥的輻射工輻射工作人員作人員。（5）建立了放射性同位素和射線裝置全過程的安全、保安）建立了放射性同位素和射線裝置全過程的安全、保安和防護管理和防護管理規章制度規章制度、操作規程及輻射事故應急預案。、操作規程及輻射事故應急預案。（6）具備相應的放射性廢氣、廢液、固體廢物）具備相應的放射性廢氣、廢液、固體廢物處理能力處理能力。（7）在相關位置安裝了）在相關位置安裝了放射性標志放射性標志和中文說明。和

11、中文說明。（8）簽定的放射源）簽定的放射源安全責任書安全責任書104.提交的材料提交的材料v（1）填寫填寫建設項目環境管理申請登記表建設項目環境管理申請登記表。（2）環境影響評價文件）環境影響評價文件書面文檔書面文檔2份及電子文檔各份及電子文檔各1份。份。（3）項目建議書及主管部門對項目的）項目建議書及主管部門對項目的批復文件批復文件各各1份。份。（4）項目）項目地點地形圖地點地形圖，圖上應標出建項目周圍情況；（環，圖上應標出建項目周圍情況；（環境影響報告書（表）項目為境影響報告書（表）項目為1/2000或或1/500圖紙；環境影響圖紙；環境影響登記表項目可提交示意圖）登記表項目可提交示意圖）

12、（5）需由行業主管部門預審的，需持其預審意見；）需由行業主管部門預審的，需持其預審意見；（6）對環境有重大影響的，需按照要求征求周圍居民意見）對環境有重大影響的，需按照要求征求周圍居民意見的建設項目，需提交的建設項目，需提交論證會、聽證會論證會、聽證會或采取其他方式征求有或采取其他方式征求有關單位、專家和公眾意見的結果。關單位、專家和公眾意見的結果。（7）放射性同位素購買的）放射性同位素購買的返回協議返回協議。（8）申請豁免的活動、材料、產品的技術文件，有資質單）申請豁免的活動、材料、產品的技術文件，有資質單位的檢測報告。位的檢測報告。（9）改擴建項目、退役項目提交許可證復印件改擴建項目、退役

13、項目提交許可證復印件115. 審查方式和批準形式審查方式和批準形式v(1) 審查方式審查方式書面審查。書面審查。實地審查。實地審查。召開專家評審會。召開專家評審會。舉行有利害關系人參加的聽證會。舉行有利害關系人參加的聽證會。v(2)批準形式批準形式批復文件。批復文件。發許可證（正副本）。發許可證（正副本）。12三、行政審批時限三、行政審批時限v1.審批時限審批時限環境影響報告書環境影響報告書60日日、環境影響報告表、環境影響報告表30日日、環境、環境影響登記表影響登記表15日日、許可證、許可證20日日。v2.行政審批（許可）變更行政審批（許可）變更行政審批（許可）行政審批（許可）五年內有效五年

14、內有效，在有效期內，如項，在有效期內，如項目的性質、規模、地點或采用生產工藝發生重大變目的性質、規模、地點或采用生產工藝發生重大變化，則須重新報批環境影響報告書（表）或環境影化，則須重新報批環境影響報告書（表）或環境影響登記表。其許可條件、時間和程序從新申報。響登記表。其許可條件、時間和程序從新申報。v3.行政審批（許可）行政審批（許可）延續延續行政審批（許可）自發出后滿五年行政審批（許可）自發出后滿五年，項目方開工建，項目方開工建設的，其環境影響報告書（表）或環境影響登記表設的，其環境影響報告書（表）或環境影響登記表應報原審批機關重新審核。其許可條件從新申報，應報原審批機關重新審核。其許可條

15、件從新申報，時間為時間為10日日13第二節第二節 放射源與放射性同位素放射源與放射性同位素v一、放射源一、放射源v二、同位素與放射性同位素的概念二、同位素與放射性同位素的概念v三、常用放射源的輻射特性三、常用放射源的輻射特性v四、輻射危害四、輻射危害v五、典型的污染源項分析五、典型的污染源項分析14一、放射源一、放射源v1.放射源的分類放射源的分類v2.表征放射源的基本參數表征放射源的基本參數v1.放射源的分類放射源的分類按按輻射類型輻射類型，分為，分為放射源，放射源，放射源，放射源，放射源，放射源，低低能光子能光子源，源，中子中子源等。源等。按結構，分為密封源和非密封源。按結構，分為密封源和

16、非密封源。按按應用應用，分為工業用源，醫用源，實驗室用源，同位，分為工業用源，醫用源，實驗室用源，同位素儀表用測厚源，離子感煙探測器用火警源，穆斯素儀表用測厚源，離子感煙探測器用火警源，穆斯堡爾效應測量用穆斯堡爾源，堡爾效應測量用穆斯堡爾源，X射線熒光分析用低射線熒光分析用低能光子源，能光子源，照相探傷源，靜電消除源和同位素熱照相探傷源，靜電消除源和同位素熱源等。源等。據統計，世界各國利用據統計，世界各國利用100余種放射性核素制備了余種放射性核素制備了1500余種不同類型、不同規格的放射源余種不同類型、不同規格的放射源152.表征放射源的基本參數表征放射源的基本參數v放射源的基本參數涉及放射

17、源的基本參數涉及輻射類型、強度及外輻射類型、強度及外形結構形結構v這些參數這些參數取決于取決于源中放射性核素的源中放射性核素的種類和數種類和數量，以及制備工藝技術和結構設計量，以及制備工藝技術和結構設計16(1)輻射類型輻射類型v輻射類型包括輻射種類和能量輻射類型包括輻射種類和能量。v它們首先取決于源中放射性核素的種類。放射性核素衰變發它們首先取決于源中放射性核素的種類。放射性核素衰變發射一定能量的射一定能量的粒子、粒子、粒子、粒子、射線或中子。射線或中子。v有的核素衰變只發射一種輻射，也可能發射兩種或多種輻射有的核素衰變只發射一種輻射，也可能發射兩種或多種輻射v這些輻射能否從源中有效發射出來

18、還取決于源的制備工藝和這些輻射能否從源中有效發射出來還取決于源的制備工藝和外形結構。例如外形結構。例如241Am是是衰變核素，伴隨發射衰變核素，伴隨發射59.5keV（36%）輻射和輻射和11.920.8keV（40%）的）的Np-LX射線。制射線。制備備源時用小于源時用小于3m厚金屬厚金屬做保護層。制備低能光子源時，做保護層。制備低能光子源時，用用1mm金屬鈹金屬鈹覆蓋層時覆蓋層時粒子被阻，而粒子被阻，而Mp-LX輻射和輻射和59.5keV輻射可輻射可有效發出有效發出；用；用0.20.4mm厚不銹鋼窗源殼厚不銹鋼窗源殼時，只有時，只有59.5keV輻射透過。如果源中有易于發生（輻射透過。如果

19、源中有易于發生（，n）反應的鈹等輕元素，則可發射中子乃至可制成同位素中子源反應的鈹等輕元素，則可發射中子乃至可制成同位素中子源17(2)活度活度v放射源的活度取決于放射源的活度取決于放射性核素的數量放射性核素的數量。v活度為在給定的時刻，處于特定能態的一定活度為在給定的時刻，處于特定能態的一定量放射性核素在量放射性核素在dt時間內發生自發核躍遷數時間內發生自發核躍遷數的期望值除以的期望值除以dt。v活度的單位為活度的單位為Bq（1Bq=1s-1）v曾用單位為曾用單位為Ci（1Ci=3.71010Bq）18(3)源的使用期限源的使用期限v短半衰期核素放射源的使用期限主要與核素短半衰期核素放射源的

20、使用期限主要與核素的半衰期有關。的半衰期有關。v長半衰期核素放射源的使用期限主要考慮放長半衰期核素放射源的使用期限主要考慮放射源的安全性能。射源的安全性能。v例如例如210Po的半衰期為的半衰期為138.4d，210Po源活度源活度一年后只有原來的一年后只有原來的16%。而長半衰期。而長半衰期241Am（T1/2=432a）源，經一年衰變，活度減弱）源，經一年衰變，活度減弱極少，從實際應用看，可以認為穩定不變；極少，從實際應用看，可以認為穩定不變；v使用期限的確定主要考慮放射源的安全性使用期限的確定主要考慮放射源的安全性19(4)源的外形結構和尺寸源的外形結構和尺寸v放射源分密封源和非密封源放

21、射源分密封源和非密封源。v密封源是指密封源是指密封在密封在包殼里或緊蜜地固定在覆蓋層里包殼里或緊蜜地固定在覆蓋層里，并呈并呈固體形態固體形態的放射性物質。密封源的包殼或覆蓋的放射性物質。密封源的包殼或覆蓋層應有足夠的強度，使源在設計使用條件下和磨損層應有足夠的強度，使源在設計使用條件下和磨損的條件下，以及在預計的事故條件下，均能夠的條件下，以及在預計的事故條件下，均能夠保證保證密封性能良好密封性能良好，不會有放射性物質泄漏出來。，不會有放射性物質泄漏出來。v不滿足密封源定義中所列條件的稱為不滿足密封源定義中所列條件的稱為非密封源非密封源。v圖圖4-1示出密封源的典型結構圖示出密封源的典型結構圖

22、20源芯源芯v源芯源芯即帶有放射性物質的活性部分。即帶有放射性物質的活性部分。v放射性核素的核性質決定了放射源的一些基放射性核素的核性質決定了放射源的一些基本參數，如放射源的輻射種類、能量和衰減本參數，如放射源的輻射種類、能量和衰減速率等。速率等。v源芯源芯的放射性物質量決定了源的輻射強度。的放射性物質量決定了源的輻射強度。為了保證源的安全性能和穩定性，通常把放為了保證源的安全性能和穩定性，通常把放射性物質固定在穩定性好的陶瓷、搪瓷、玻射性物質固定在穩定性好的陶瓷、搪瓷、玻璃體中，或使之呈金屬狀態。璃體中，或使之呈金屬狀態。v放射性氣體源是將放射性氣體密封于金屬殼放射性氣體源是將放射性氣體密封

23、于金屬殼或玻璃管內，如或玻璃管內，如85Kr源。源。v放射性標準溶液可認為是液體放射源放射性標準溶液可認為是液體放射源21源包殼、覆蓋層和源窗源包殼、覆蓋層和源窗v放射性源芯密封在源包殼中或用覆蓋層保護，防止放射性源芯密封在源包殼中或用覆蓋層保護，防止放射源在正常使用時放射性物質泄漏。放射源在正常使用時放射性物質泄漏。v為了使放射源有一定的有效輻射的發射率，在源包為了使放射源有一定的有效輻射的發射率，在源包殼上設計了適合輻射發射的源工作面，即源窗。殼上設計了適合輻射發射的源工作面，即源窗。v源窗部分比源包殼的其它部分薄，或用另外的低原源窗部分比源包殼的其它部分薄，或用另外的低原子序數材料制成子

24、序數材料制成22二、同位素與放射性同位素二、同位素與放射性同位素v同位素有二類同位素有二類，一類是穩定的，另一類是不，一類是穩定的，另一類是不穩定的，即放射性的。在已發現的穩定的，即放射性的。在已發現的2500多種多種同位素中，同位素中，穩定的核素只有穩定的核素只有280種種左右，其左右，其余余2200多種都是所謂多種都是所謂“放射性放射性”的。的。v凡原子核凡原子核不會自發地發生變化不會自發地發生變化的同位素，稱的同位素，稱為穩定的同位素，反之，就是不穩定的同位為穩定的同位素，反之，就是不穩定的同位素。素。23二、同位素與放射性同位素二、同位素與放射性同位素v一般來說，不穩定的同位素能夠一般

25、來說，不穩定的同位素能夠自發地放出射線自發地放出射線，使其原子核發生變化，使其原子核發生變化，從而變成另一種從而變成另一種元素。元素。v原子核的這種具有放出放射線的原子核的這種具有放出放射線的性質性質，叫做放射性。，叫做放射性。v能夠自發地放出射線從而變成另一種元素的同位素，能夠自發地放出射線從而變成另一種元素的同位素，叫做叫做放射性同位素放射性同位素241. 放射性同位素的分類（放射性同位素的分類（1）天然）天然v放射性同位素分為天然的和人工的兩種放射性同位素分為天然的和人工的兩種。自然界中。自然界中天然存在的放射性同位素稱為天然放射性同位素，天然存在的放射性同位素稱為天然放射性同位素，人工

26、制造的放射性同位素稱為人工放射性同位素人工制造的放射性同位素稱為人工放射性同位素v天然放射性同位的種類很多，有幾十種，但有實際天然放射性同位的種類很多，有幾十種，但有實際意義的核素有意義的核素有235U，238U，236Ra，232Th,222Rn，40K和和14C等。地球上到處都存在著天然放射性同位等。地球上到處都存在著天然放射性同位素，它們衰變時放出素，它們衰變時放出，或或射線射線v我們把這種來自地殼表面的射線稱為地面輻射我們把這種來自地殼表面的射線稱為地面輻射。通。通常又把常又把宇宙射線和地面輻射統稱為天然本底輻射宇宙射線和地面輻射統稱為天然本底輻射v天然放射性同位素的放射性活度一般都很

27、低，不能天然放射性同位素的放射性活度一般都很低，不能滿足人們在科研、生產、醫療等方面應用的需要，滿足人們在科研、生產、醫療等方面應用的需要，因此，隨著科學技術的發展，人們又根據不同的需因此，隨著科學技術的發展，人們又根據不同的需要生產了各種各樣的人工放射性同位素要生產了各種各樣的人工放射性同位素25（2）人工放射性同位素）人工放射性同位素v人工放射性同位素是利用人工放射性同位素是利用核反應方法制造核反應方法制造的。的。v現在應用核反應堆和加速器生產的放射性同位素已現在應用核反應堆和加速器生產的放射性同位素已達達1000多種。如多種。如60Co，137Cs，125I，198Au等，它等，它們均屬

28、于人工放射性同位素。們均屬于人工放射性同位素。v由于不同的放射性同位素，其射線的種類、能量等由于不同的放射性同位素，其射線的種類、能量等不同，所以，它們的用途也各不相同。不同，所以，它們的用途也各不相同。v根據需要，可將人工放射性同位素制成放射性活度根據需要，可將人工放射性同位素制成放射性活度不同量級的放射源不同量級的放射源，放射性活度可做到小至，放射性活度可做到小至104Bq量級（微居里級），大到量級（微居里級），大到100TBq量級（萬居里量級（萬居里級），以至級），以至10PBq量級（數百萬居里級）量級（數百萬居里級）26（3）射線的種類）射線的種類v大多數放射性原子核是通過發射大多數放

29、射性原子核是通過發射和和粒子來蛻變的，粒子來蛻變的，發射中子的衰變是很少的，還沒聽說過發射質子的發射中子的衰變是很少的，還沒聽說過發射質子的衰變。衰變。v粒子是快速飛行的氦核粒子是快速飛行的氦核，氦核由，氦核由2個由質子和個由質子和2個個中子構成。中子構成。粒子是從原子核內發出的快速飛行的粒子是從原子核內發出的快速飛行的電子電子。大多數發射。大多數發射粒子的原子核在發出粒子的原子核在發出粒子后立粒子后立即發出即發出射線。射線。射線是與射線是與X射線相似的一種釋放能射線相似的一種釋放能量的形式。量的形式。v如果用粒子（如如果用粒子（如粒子或粒子或光子）轟擊原子核，那么光子）轟擊原子核，那么原子核

30、中的中子可被擊出從而產生中子射線原子核中的中子可被擊出從而產生中子射線。v發射中子有較高的速度（幾發射中子有較高的速度（幾km/s）27射線射線v某些確定的核素的蛻變才發出某些確定的核素的蛻變才發出粒子，它們是一些粒子，它們是一些重原子核，如重原子核，如235U, 238U, 226Ra和和230Th。為什么原。為什么原子核會發射子核會發射粒子呢？原子核越重，就越不穩定，粒子呢？原子核越重，就越不穩定，這是因為隨著原子序數的增加，質子間的斥力和核這是因為隨著原子序數的增加，質子間的斥力和核力都增加，但斥力比核力增加得更快力都增加，但斥力比核力增加得更快v重原子核通過發射重原子核通過發射粒子而變

31、得更穩定，但是核的粒子而變得更穩定，但是核的質子數減少質子數減少2，質量數減少，質量數減少4。發出的。發出的粒子很快損粒子很快損失其能量并減速，而且還會在其運動末端時俘獲失其能量并減速，而且還會在其運動末端時俘獲2個周圍的自由電子為其軌道電子，于是個周圍的自由電子為其軌道電子，于是氦核就變成氦核就變成通常的氦原子通常的氦原子28射線射線 射線射線v我們已知道我們已知道粒子是原子核發射的電子粒子是原子核發射的電子。現知道很。現知道很多多發射體，大多數裂變產物都是發射體，大多數裂變產物都是發射體，在大多發射體，在大多數情況下，數情況下，發射體的子體也能發射發射體的子體也能發射射線。最快的射線。最快

32、的粒子的速度接近光速粒子的速度接近光速（300,000km/s）。當）。當粒子粒子速度很快降下來后（降速的快慢取決于其能量），速度很快降下來后（降速的快慢取決于其能量），它就會成為通常的自由電子。它就會成為通常的自由電子。v原子核發出原子核發出粒子后，通常它還有些不穩定，很快粒子后，通常它還有些不穩定，很快還會發射還會發射光子以釋放多余的能量光子以釋放多余的能量。這兩次發射粒。這兩次發射粒子間延遲時間如此短，以至于我們認為這兩次發射子間延遲時間如此短，以至于我們認為這兩次發射是同時的，且認為僅發生一次蛻變是同時的，且認為僅發生一次蛻變29中子射線中子射線v有些原子核能夠自發地裂變，或受高能有些

33、原子核能夠自發地裂變，或受高能射線、射線、射射線、中子和質子等射線的轟擊而發生核反應，線、中子和質子等射線的轟擊而發生核反應，從而從而使核內的一個或二個中子逃脫核力的束縛而帶著一使核內的一個或二個中子逃脫核力的束縛而帶著一定的動能發射出來定的動能發射出來，這種從核內發射出來并具有一，這種從核內發射出來并具有一定動能的中子稱為定動能的中子稱為中子射線中子射線。v中子射線的分類。中子射線按能量中子射線的分類。中子射線按能量E大小的不同，大小的不同，可分為以下可分為以下幾種不同的類型幾種不同的類型：慢中子，慢中子，0E1keV；中速中子，中速中子，1keVE500keV；快中子，快中子，0.5MeV

34、E10MeV；超快中子，超快中子，10MeVE66出現不明顯與不易察覺的病變出現不明顯與不易察覺的病變出現可恢復的機能變化，有血液學出現可恢復的機能變化，有血液學的改變的改變出現機能變化，血相改變出現機能變化，血相改變可出現輕，中，重度放射病可出現輕，中，重度放射病可出現死亡可出現死亡39（1）相同劑量的外照射）相同劑量的外照射與射線種類與射線種類和一次或多次照射有關和一次或多次照射有關；當外照射劑量相同，射線種類不同時，當外照射劑量相同，射線種類不同時，對機體危害程度不一樣對機體危害程度不一樣v如快中子（如快中子（0.510MeV）照射機體引起的生）照射機體引起的生物效應大約是物效應大約是

35、射線的射線的10倍左右。倍左右。v相同劑量的一次照射危害程度大于分次照射，相同劑量的一次照射危害程度大于分次照射，見表見表4-8 （100R一次和分次照射小白鼠死亡一次和分次照射小白鼠死亡率）（略）率）（略）40（2）與照射面積大小和部位有關危害程度的與照射面積大小和部位有關危害程度的輕重輕重，在很大程度上取決于照射面積的大小與，在很大程度上取決于照射面積的大小與部位。如以部位。如以500R的全身照射可引起重度照射性的全身照射可引起重度照射性病甚至死亡；然而僅照射病甚至死亡；然而僅照射5cm2的面積后，臨床的面積后，臨床上可能不出現癥狀。以一次上可能不出現癥狀。以一次2000R的劑量照射的劑量

36、照射腹部，動物在腹部，動物在35天內全部死亡；照射盆腔可天內全部死亡；照射盆腔可有部分動物死亡；照射四肢則未出現死亡有部分動物死亡；照射四肢則未出現死亡v（3）其他）其他距離遠近、軔致輻射都可影響機體的危害程距離遠近、軔致輻射都可影響機體的危害程度度41（4）外照射危害的特點）外照射危害的特點v放射性核素在體外照射時，沒有部位或器放射性核素在體外照射時，沒有部位或器官的選擇性，對全身或任何一個部位均可引官的選擇性，對全身或任何一個部位均可引起放射性損傷。但起放射性損傷。但全身照射要比局部照射的全身照射要比局部照射的輻射效應強輻射效應強。v外照射可引起某些特異性的損傷。如皮炎、外照射可引起某些特

37、異性的損傷。如皮炎、燒傷（表現為皮膚發紅、水腫、水泡形成、燒傷（表現為皮膚發紅、水腫、水泡形成、脫毛、潰瘍壞死等）、皮膚癌。外照射還可脫毛、潰瘍壞死等）、皮膚癌。外照射還可以使眼晶體發生白內障以使眼晶體發生白內障422.內照射危害內照射危害v大多數放射性核素如果以某種方式進入體內大多數放射性核素如果以某種方式進入體內后，其所造成的吸收劑量會比在體外的吸收后，其所造成的吸收劑量會比在體外的吸收劑量大得多。對于外照射，防護比較簡單，劑量大得多。對于外照射，防護比較簡單，通常用儀表很容易地就能測出輻射水平，所通常用儀表很容易地就能測出輻射水平，所以發現后及時離開輻射源就可防止進一步受以發現后及時離開

38、輻射源就可防止進一步受到輻射傷害。到輻射傷害。v然而，對于防止然而，對于防止內照射危害，內照射危害，則要求有更多、則要求有更多、更復雜更復雜的防護措施，原因如下：的防護措施，原因如下：v（1）當源在體外時，它所發出的輻射只有一）當源在體外時，它所發出的輻射只有一小部分可以射向人體，剩余的是不會傷及人小部分可以射向人體，剩余的是不會傷及人體的。然而，如果源在體內，所有的射線都體的。然而，如果源在體內，所有的射線都可以傷及人體。可以傷及人體。43更復雜的防護措施：更復雜的防護措施：v（2）一些核素的化學性質決定了它們會濃積在人）一些核素的化學性質決定了它們會濃積在人體的特定器官或組織中，體的特定器

39、官或組織中，而不是均勻分布于全身而不是均勻分布于全身，這就意味著源所發出射線的所有這就意味著源所發出射線的所有能量，能量，能量和部能量和部分分能量都會被特定的器官或組織吸收，這將導致能量都會被特定的器官或組織吸收，這將導致這些組織和器官吸收的劑量比分布全身劑量要高得這些組織和器官吸收的劑量比分布全身劑量要高得多。多。v（3）體內的源使人直接受到照射，）體內的源使人直接受到照射，直到它們通過直到它們通過排瀉或自身衰變而消失排瀉或自身衰變而消失，即就是人不能象對待外照，即就是人不能象對待外照射那樣可通過遠離放射源的方式來避免照射危害。射那樣可通過遠離放射源的方式來避免照射危害。v（4）有一些放射性

40、核素會很快地被人體清除，但）有一些放射性核素會很快地被人體清除，但還有一些會還有一些會滯留體內數年甚至數十年滯留體內數年甚至數十年，在許多情況，在許多情況下，很難提高放射性核素從體內排出的速度。下，很難提高放射性核素從體內排出的速度。v（5）我們要小心地對待內照射危害，因為一旦放）我們要小心地對待內照射危害，因為一旦放射性核素進入人體，就很難估計出它到底會造成多射性核素進入人體，就很難估計出它到底會造成多少劑量少劑量443.放射性核素進入人體途徑放射性核素進入人體途徑v放射性物質象其它物質一樣會以一定的物理或化學放射性物質象其它物質一樣會以一定的物理或化學形式存在，它們可以是固態，煙塵，液態，

41、氣態，形式存在，它們可以是固態，煙塵，液態，氣態，蒸汽或氣溶膠的形式。蒸汽或氣溶膠的形式。v內照射會因放射性物質操作不小心而引起，它進入內照射會因放射性物質操作不小心而引起，它進入人體（人體（攝入攝入）有三種不同的途徑：）有三種不同的途徑：（1）吸入吸入（呼吸）；（呼吸）；（2）食入食入；（3）通過破損的）通過破損的皮膚或傷口皮膚或傷口吸收。吸收。454.放射性核素在人體內的分布放射性核素在人體內的分布v大部分放射性核素在進入人體后的前幾天就被排掉大部分放射性核素在進入人體后的前幾天就被排掉了，然而也有一部分核素因核素的種類不同而以不了，然而也有一部分核素因核素的種類不同而以不同的方式被器官吸

42、收，人體根據物質的化學性質來同的方式被器官吸收，人體根據物質的化學性質來代謝元素和化合物，可分不出哪些是放射性的，哪代謝元素和化合物，可分不出哪些是放射性的，哪些不是。例如：普通碘些不是。例如：普通碘I127濃集于甲狀腺，如果濃集于甲狀腺，如果同時還存在放射性碘同時還存在放射性碘131，人體就不能區分這兩，人體就不能區分這兩種同位素，因為它們的化學性質相同，放射性的種同位素，因為它們的化學性質相同，放射性的I131也會也會濃集于甲狀腺濃集于甲狀腺。v有一些元素化學性質很接近，人體不能有效地區分有一些元素化學性質很接近，人體不能有效地區分它們，例如：在化學家看來，鍶、鋇、鐳屬于同一它們，例如：在

43、化學家看來，鍶、鋇、鐳屬于同一族元素的。在身體中的鈣大部分都沉積在骨骼上，族元素的。在身體中的鈣大部分都沉積在骨骼上，任何放射性同位素鍶，鋇，鐳進入人體后，也會任何放射性同位素鍶，鋇，鐳進入人體后，也會“自動地自動地”沉積在骨骼上沉積在骨骼上。464.放射性核素在人體內的分布放射性核素在人體內的分布v這些放射性同位素（也叫做親骨性核素）一旦沉積這些放射性同位素（也叫做親骨性核素）一旦沉積到骨骼上就很難被排出體外，如果它們的放射性半到骨骼上就很難被排出體外，如果它們的放射性半衰期很長，骨骼和骨髓可能在相當長一段時間受到衰期很長，骨骼和骨髓可能在相當長一段時間受到照射。照射。v放射性碘的放射性碘的

44、靶組織是甲狀腺靶組織是甲狀腺，吸入（通過呼吸）放，吸入（通過呼吸）放射性鍶的射性鍶的靶組織是肺和骨骼靶組織是肺和骨骼，食入放射性鍶的，食入放射性鍶的靶組靶組織為骨骼織為骨骼47（1）體內放射性核素的排出）體內放射性核素的排出v特定元素會被特定器官或組織吸收，體內放特定元素會被特定器官或組織吸收，體內放射性核素產生的危害取決于它對靶組織造成射性核素產生的危害取決于它對靶組織造成的的總劑量總劑量。v決定這個劑量的最重要的因素是：決定這個劑量的最重要的因素是：放射性核素的放射性核素的沉積量沉積量在身體內滯留的在身體內滯留的有效時間有效時間射線射線類型類型及其及其能量能量48放射性核素在體內的滯留時間

45、取決于兩個放射性核素在體內的滯留時間取決于兩個因素：放射性半衰期因素：放射性半衰期Tr，及生物半排期，及生物半排期Tbv放射性半衰期前面已經講過，那么什么是生物半排放射性半衰期前面已經講過，那么什么是生物半排期？期？生物半排期生物半排期是體內一定量的特定元素減少到初始值是體內一定量的特定元素減少到初始值的一半所用的時間，這里指僅僅通過新陳代謝來排的一半所用的時間，這里指僅僅通過新陳代謝來排出的過程。出的過程。v生物半排期取決于身體中包含該元素的特定化合物生物半排期取決于身體中包含該元素的特定化合物正常代謝速度，放射性半衰期和生物半排期結合起正常代謝速度，放射性半衰期和生物半排期結合起來就引出了

46、來就引出了有效半減期有效半減期Tev有效半減期有效半減期是指，同時通過放射性衰變和生物代謝是指，同時通過放射性衰變和生物代謝機制兩種途徑使身體內一定量的特定放射性核素減機制兩種途徑使身體內一定量的特定放射性核素減少到它初始值的一半所需的時間少到它初始值的一半所需的時間49五、典型的污染源項分析五、典型的污染源項分析v大型輻照裝置大型輻照裝置多數采用多數采用60Co作為輻射源。作為輻射源。60Co在其在其衰變過程中產生衰變過程中產生 射線，能量為射線，能量為1.17MeV和和1.33MeV，平均能量為，平均能量為1.25MeV，半衰期為，半衰期為5.27年。年。v距距3.7 1010Bq(1Ci

47、) 60Co源源1m處的處的 吸收劑量率為吸收劑量率為1.15 10-2Gy/h。v 射線穿透能力強，穿過屏蔽墻進入環境中，可能會射線穿透能力強，穿過屏蔽墻進入環境中，可能會對輻照室周圍環境和人員產生輻射影響對輻照室周圍環境和人員產生輻射影響50 下面以北京一個擬建的設計裝源量下面以北京一個擬建的設計裝源量2.59 1017Bq（700萬居里），首次裝源量萬居里），首次裝源量1.481016Bq（40萬居萬居里）大型輻照裝置作典型案例，進行污染源項分析里）大型輻照裝置作典型案例，進行污染源項分析v1.正常運行狀態下污染源。該項目正常運行狀態下污染源。該項目I期工程分為兩個輻照期工程分為兩個輻照

48、室，設計裝源量分別為室，設計裝源量分別為7.4 1016Bq （1輻照室）和輻照室）和1.85 1017Bq （2輻照室），初期安裝在輻照室），初期安裝在1輻照室輻照室v射線穿過屏蔽墻進入環境中，可能對輻照室周圍環境射線穿過屏蔽墻進入環境中，可能對輻照室周圍環境和人員產生輻射影響。和人員產生輻射影響。v還有穿過屋頂被大氣反散射（稱為天空反散射），在輻還有穿過屋頂被大氣反散射（稱為天空反散射），在輻照室周圍構成一個附加輻射場。照室周圍構成一個附加輻射場。v另外，一部分另外，一部分射線經迷道多次散射后仍射出迷道口外，射線經迷道多次散射后仍射出迷道口外，對迷道口附近的環境和人員產生影響對迷道口附近的

49、環境和人員產生影響51（1）輻射屏蔽輻射屏蔽給給直觀概念直觀概念v1輻照室內空間為輻照室內空間為16 8 5.1m3，輻照室內貯源井，輻照室內貯源井深深7.5m，實際最大水深，實際最大水深7.2m。輻照室主屏蔽墻厚。輻照室主屏蔽墻厚度分別為度分別為2.5m（西）和（西）和2.1m（南），屋頂厚（南），屋頂厚1.8m。迷道寬迷道寬1.2m，共有兩個通道。，共有兩個通道。v2輻照室內空間為輻照室內空間為11.8 7 5m3，輻照室內貯源，輻照室內貯源井井深深7.8m，實際最大水深，實際最大水深7.5m。輻照室。輻照室主屏蔽墻厚主屏蔽墻厚度分別為度分別為2.4m（東）和（東）和2.3m（南），（南）

50、，屋頂厚屋頂厚1.9m。迷道寬迷道寬1m，高，高2.5m。兩個輻照室共用墻厚。兩個輻照室共用墻厚2.0m，屏蔽材料均為砼。屏蔽材料均為砼。v電纜、水管、風道等采用地下電纜、水管、風道等采用地下1.0-1.2m深拐彎迷道深拐彎迷道方式防護，無穿墻孔方式防護，無穿墻孔52（2）輻射屏蔽計算輻射屏蔽計算屏蔽墻外劑量當量率屏蔽墻外劑量當量率計算方法計算方法v在透射在透射輻射屏蔽計算輻射屏蔽計算時，近似采用點源的計時，近似采用點源的計算模式。用（算模式。用（4-1）式）式計算屏蔽墻外計算點的計算屏蔽墻外計算點的劑量當量率：劑量當量率： r10R221 53式中各符號含義式中各符號含義v式中：式中： 計算

51、點的劑量當量率，計算點的劑量當量率，Sv/h；A 源活度，源活度，Bq； 鈷鈷60空氣比釋動能率常數，空氣比釋動能率常數，8.67 10-17Gy m2 Bq-1 s-12 ；R 計算點到源的距離，計算點到源的距離，m；B 積累因子；積累因子；X 屏蔽層厚度，屏蔽層厚度，cm；Tr 射線射線1/10值層厚度，值層厚度，cm；K1 小時與秒的轉換系數，小時與秒的轉換系數，3.6 103s/h；K2 射線空氣比釋動能率轉換成人體劑量當量率射線空氣比釋動能率轉換成人體劑量當量率的轉換系數，的轉換系數，1Sv/Gy輻照室采用迷道入口，在迷道輻照室采用迷道入口，在迷道設計中，一般使射線經過三次散射后設計

52、中，一般使射線經過三次散射后劑量率已降劑量率已降到很小了（降低到很小了（降低10000倍），經實際測量也證明了倍），經實際測量也證明了這一點。本項目設計由輻射源產生的射線要經過這一點。本項目設計由輻射源產生的射線要經過六六次以上散射次以上散射后才能到達輻照室門口，能量大大降低，后才能到達輻照室門口，能量大大降低，到迷道口的劑量率可忽略不計。到迷道口的劑量率可忽略不計。54天空反散射天空反散射輻射劑量當量率用輻射劑量當量率用（4-2）式計算）式計算計算方法計算方法v式中：式中： 計算點的天空反散射劑量當量率，計算點的天空反散射劑量當量率，rem/h；f 照射量率對劑量當量率的轉換系數，；照射量率

53、對劑量當量率的轉換系數，；A鈷鈷60輻射源的放射性活度，輻射源的放射性活度，Ci； 鈷鈷60的的照射量率常數，；照射量率常數，； 輻射源對天空所張的立體角，輻射源對天空所張的立體角，Sr；B 屋頂材料對屋頂材料對輻射的積累因子，無量綱；輻射的積累因子，無量綱； 屋頂材料的線性減弱系數，對砼為屋頂材料的線性減弱系數，對砼為0.133cm-1；X 屋頂厚度屋頂厚度,cm;H0 屋頂外表面至地面的高度屋頂外表面至地面的高度,m;R 輻射源至計算點的水平距離，輻射源至計算點的水平距離，m。計算得到距計算得到距1輻照室和輻照室和2輻照室南側屏蔽墻外最近居輻照室南側屏蔽墻外最近居民處的天空反散射民處的天空

54、反散射輻射劑量當量率分別為輻射劑量當量率分別為3.91 10-3 Sv/h和和3.07 10-3 Sv/h55（3）貯源井口的）貯源井口的輻射劑量率輻射劑量率方法方法v可用計算屏蔽墻外計算點處劑量率的公式計算鈷可用計算屏蔽墻外計算點處劑量率的公式計算鈷-60輻射源位于貯源井內時，貯源井口處的輻射源位于貯源井內時，貯源井口處的輻射劑輻射劑量率。量率。(自己看自己看)56（4）有害氣體）有害氣體是什么是什么v任何致電離輻射都會使空氣發生輻射分解產生任何致電離輻射都會使空氣發生輻射分解產生臭氧臭氧（O3）和氮氧化物（）和氮氧化物（NOx），其中），其中O3的危害大，產的危害大，產額高，毒性大。額高，

55、毒性大。v此外，此外，O3是強氧化物是強氧化物，能使某些材料（如橡膠等），能使某些材料（如橡膠等）加速老化，其與有機物及可燃氣體接觸時易引起爆加速老化，其與有機物及可燃氣體接觸時易引起爆炸。炸。v因此在考慮有害氣體的影響時僅考慮臭氧的影響因此在考慮有害氣體的影響時僅考慮臭氧的影響57臭氧的產生率臭氧的產生率方法方法臭氧的產生率按臭氧的產生率按(4-3)式計算：式計算： v(4-3)式中：式中：Q0 O3產生率，產生率，mg/h；A 60Co源活度，源活度，TBq；G 空氣吸收空氣吸收100ev的的射線能量產生的臭氧分子數，射線能量產生的臭氧分子數，輻照室的臭氧輻照室的臭氧G值取值取6；V 輻照

56、室體積，輻照室體積，m3。1輻照室：輻照室：A7.4 104 TBq，V652.8 m3。2輻照室：輻照室：A1.85 105 TBq，V413 m358臭氧的飽和濃度臭氧的飽和濃度v考慮連續排風和臭氧的分解時，輻照室空氣考慮連續排風和臭氧的分解時，輻照室空氣中臭氧的平均濃度可表示為（中臭氧的平均濃度可表示為（4-4）式）式v式中：式中：Q(t) 輻照室內輻照室內t時刻臭氧的平均濃時刻臭氧的平均濃度，度，mg/m3；Q0臭氧的產生率，臭氧的產生率，mg/h；V 輻照室體積，輻照室體積，m359停止輻照后的臭氧濃度停止輻照后的臭氧濃度降源停止輻照后，臭氧濃度隨時間按指數降源停止輻照后，臭氧濃度隨

57、時間按指數下降下降v(4-7)式中：式中：Qf 停止輻照時的臭氧濃度，停止輻照時的臭氧濃度，mg/m3；tf 停止輻照后的時間，停止輻照后的時間，h602.非正常情況下對環境的影響非正常情況下對環境的影響v（1）鈷源泄漏和貯源）鈷源泄漏和貯源井水滲漏井水滲漏原因、防止措施原因、防止措施由于源包殼密封性能欠佳或者長期浸泡在水中被腐蝕，造成由于源包殼密封性能欠佳或者長期浸泡在水中被腐蝕，造成鈷源泄漏。鈷源泄漏。v由于貯源井由于貯源井有不銹鋼有不銹鋼和防滲水混凝土兩道防滲漏屏障，所以和防滲水混凝土兩道防滲漏屏障，所以鈷源泄漏對環境造成影響的可能性很小。鈷源泄漏對環境造成影響的可能性很小。v對被污染的

58、井水進行凈化處理，凈化系統的對被污染的井水進行凈化處理，凈化系統的廢離子交換樹脂廢離子交換樹脂作為固體放射性廢物送城市放射性廢物庫。貯源井水經環境作為固體放射性廢物送城市放射性廢物庫。貯源井水經環境保護部門監測達標排放。保護部門監測達標排放。v貯源井水也滲漏，因為井水滲漏屬慢性滲漏，滲漏速率不會貯源井水也滲漏，因為井水滲漏屬慢性滲漏，滲漏速率不會很大，可由很大，可由液位信號計液位信號計監測滲漏，一旦發生源泄漏和井水滲監測滲漏，一旦發生源泄漏和井水滲漏，要及時把源取出送生產廠家處理。漏，要及時把源取出送生產廠家處理。v為防止鈷源泄漏和井水滲漏，一定要加強源的驗收與源井的為防止鈷源泄漏和井水滲漏，

59、一定要加強源的驗收與源井的施工管理、驗收，確保質量。施工管理、驗收，確保質量。v營運單位要加強對貯源井水的監測，及早發現源的泄漏，避營運單位要加強對貯源井水的監測，及早發現源的泄漏，避免事故的擴大免事故的擴大61（2）源架卡住事故）源架卡住事故原因、防止措原因、防止措施施v發生源架卡住的發生源架卡住的概率十分小概率十分小，一旦發生這種事故，一旦發生這種事故，要根據情況采用迫降根據措施將源架降入貯源水井。要根據情況采用迫降根據措施將源架降入貯源水井。v源架卡住事故對輻照室周圍環境幾乎沒有什么影響。源架卡住事故對輻照室周圍環境幾乎沒有什么影響。v但排除事故后要注意貯源井水的監測，以了解是否但排除事

60、故后要注意貯源井水的監測，以了解是否有異常水平出現。有異常水平出現。v若有，說明源棒在排除事故時有破損，將按源棒破若有，說明源棒在排除事故時有破損，將按源棒破損事故處理。損事故處理。v另外，一旦發另外，一旦發生源架卡住生源架卡住故障，必須及時向有關部故障，必須及時向有關部門通報，并門通報，并在有關部門監督指導下排除事故在有關部門監督指導下排除事故62（3）著火）著火原因、防止措施原因、防止措施v輻照裝置本身不會著火，如果輻照物中含有易燃、輻照裝置本身不會著火，如果輻照物中含有易燃、易爆物質，由于機械、電器產生的火花會引起著火。易爆物質，由于機械、電器產生的火花會引起著火。著火時室內溫度約為著火